Tha fuarachadh Peltier (teicneòlas fuarachaidh teirmeach-electric stèidhichte air buaidh Peltier) air a bhith mar aon de na prìomh theicneòlasan ann an siostam smachd teothachd airson ionnstramaidean PCR (polymerase chain reaction) air sgàth a fhreagairt luath, smachd teothachd mionaideach, agus meud teann, a’ toirt buaidh mhòr air èifeachdas, cruinneas agus suidheachaidhean tagraidh PCR. Seo mion-sgrùdadh mionaideach air na tagraidhean agus na buannachdan sònraichte a tha an lùib fuarachadh teirmeach-electric (fuarachadh Peltier) a’ tòiseachadh bho na prìomh riatanasan airson PCR:
I. Prìomh Riatanasan airson Smachd Teòthachd ann an Teicneòlas PCR
Is e prìomh phròiseas PCR cearcall ath-aithriseach de dhì-nàdarrachadh (90-95 ℃), annealing (50-60 ℃), agus leudachadh (72 ℃), aig a bheil riatanasan gu math teann airson an t-siostam smachd teothachd.
Àrdachadh is tuiteam luath ann an teòthachd: Giorraich ùine aon chearcall (mar eisimpleir, chan eil ann ach beagan dhiog airson tuiteam bho 95℃ gu 55℃), agus leasaich èifeachdas ath-bhualadh;
Smachd teòthachd àrd-chruinneas: Dh’ fhaodadh gluasad de ±0.5 ℃ ann an teòthachd an teasachaidh leantainn gu leudachadh neo-shònraichte, agus bu chòir a smachdachadh taobh a-staigh ±0.1 ℃.
Co-ionannachd teòthachd: Nuair a bhios grunn shampaill ag ath-fhreagairt aig an aon àm, bu chòir an diofar teòthachd eadar tobraichean nan sampallan a bhith ≤0.5 ℃ gus casg a chuir air diall toraidh.
Atharrachadh meanbh-chruthachaidh: Bu chòir PCR so-ghiùlain (leithid suidheachaidhean deuchainn POCT air an làrach) a bhith beag ann am meud agus saor bho phàirtean caitheamh meacanaigeach.
II. Prìomh Thagraidhean Fuarachadh Teirmeach-eileagtrach ann am PCR
Bidh am modúl fuarachaidh teirmeach-electric TEC, am modúl fuarachaidh teirmeach-electric, am modúl peltier a’ coileanadh “atharrachadh dà-shligheach de theasachadh is fuarachadh” tro shruth dhìreach, a’ freagairt gu foirfe ri riatanasan smachd teòthachd PCR. Tha na tagraidhean sònraichte aige air an nochdadh anns na taobhan a leanas:
1. Àrdachadh is tuiteam luath ann an teòthachd: Giorrachadh ùine freagairt
Prionnsabal: Le bhith ag atharrachadh stiùireadh an t-srutha, faodaidh modúl TEC, modúl teirme-electric, inneal peltier gluasad gu sgiobalta eadar na modhan “teasachadh” (nuair a bhios an sruth air adhart, bidh ceann a’ gabhail a-steach teas de mhodúl TEC, modúl peltier a’ fàs mar an ceann a leigeas teas a-mach) agus “fuarachadh” (nuair a bhios an sruth air ais, bidh an ceann a leigeas teas a-mach mar an ceann a leigeas teas a-mach), le ùine freagairt mar as trice nas lugha na 1 diog.
Buannachdan: Bidh dòighean fuarachaidh traidiseanta (leithid luchd-leantainn agus innealan-teasachaidh) an urra ri giùlan teas no gluasad meacanaigeach, agus mar as trice bidh na h-ìrean teasachaidh is fuarachaidh nas lugha na 2℃/s. Nuair a thèid TEC a chur còmhla ri blocaichean meatailt le giùlan teirmeach àrd (leithid copar agus aloi alùmanaim), faodaidh e ìre teasachaidh is fuarachaidh de 5-10℃/s a choileanadh, a’ lughdachadh ùine cearcall PCR singilte bho 30 mionaid gu nas lugha na 10 mionaidean (mar ann an ionnstramaidean PCR luath).
2. Smachd teòthachd àrd-chruinneas: A’ dèanamh cinnteach à sònrachas an leudachaidh
Prionnsabal: Tha cumhachd toraidh (dian teasachaidh/fuarachaidh) modúl TEC, modúl fuarachaidh teirmeach-electric, modúl teirmeach-electric co-cheangailte gu loidhneach ri dian an t-srutha. Còmhla ri mothachairean teòthachd àrd-chruinneas (leithid strì platanam, teirmeach-chàraid) agus siostam smachd fios-air-ais PID, faodar an sruth atharrachadh ann an àm fìor gus smachd teòthachd mionaideach a choileanadh.
Buannachdan: Faodaidh cruinneas smachd teothachd ruighinn ±0.1℃, a tha mòran nas àirde na cruinneas amar leaghaidh traidiseanta no fuarachadh compressor (±0.5℃). Mar eisimpleir, ma tha an teòthachd targaid aig ìre an annealing 58℃, faodaidh modúl TEC, modúl teirmeo-electric, fuaradair peltier, eileamaid peltier an teòthachd seo a chumail suas gu seasmhach, a’ seachnadh ceangal neo-shònraichte de phrìmearan mar thoradh air atharrachaidhean teothachd agus a’ neartachadh sònrachas an leudachaidh gu mòr.
3. Dealbhadh beag bìodach: A’ brosnachadh leasachadh PCR so-ghiùlain
Prionnsabal: Chan eil meud modúl TEC, eileamaid peltier, inneal peltier ach beagan cheudameatairean ceàrnagach (mar eisimpleir, modúl TEC 10 × 10mm, modúl fuarachaidh teirme-electric, faodaidh modúl peltier coinneachadh ri riatanasan aon sampall), chan eil pàirtean gluasadach meacanaigeach ann (leithid piston an inneal-teannachaidh no lannan an luchd-leantainn), agus chan eil feum air fuaradair.
Buannachdan: Nuair a bhios innealan PCR traidiseanta an urra ri compressors airson fuarachadh, mar as trice bidh an tomhas-lìonaidh aca os cionn 50L. Ach, faodar innealan PCR so-ghiùlain a bhios a’ cleachdadh modal fuarachaidh teirmeachelectric, modal teirmeachelectric, modal peltier, modal TEC a lùghdachadh gu nas lugha na 5L (leithid innealan làimhe), gan dèanamh freagarrach airson deuchainnean làraich (leithid sgrìonadh air an làrach rè galairean-sgaoilte), deuchainnean clionaigeach ri taobh na leapa, agus suidheachaidhean eile.
4. Co-ionannachd teòthachd: Dèan cinnteach à cunbhalachd am measg diofar shamhlaichean
Prionnsabal: Le bhith a’ cur iomadh seata de shreathan TEC air dòigh (leithid 96 micro-TEC a tha a’ freagairt ri truinnsear 96-tobar), no ann an co-bhonn ri blocaichean meatailt a tha a’ roinn teas (stuthan le giùlan teirmeach àrd), faodar na gluasadan teòthachd air adhbhrachadh le eadar-dhealachaidhean fa leth ann an TECn a chothromachadh.
Buannachdan: Faodar an diofar teòthachd eadar tobraichean sampall a smachdachadh taobh a-staigh ±0.3 ℃, a’ seachnadh eadar-dhealachaidhean èifeachdais leudachaidh air adhbhrachadh le teòthachd neo-chunbhalach eadar tobraichean oir agus tobraichean meadhanach, agus a’ dèanamh cinnteach à coimeasachd thoraidhean sampall (leithid cunbhalachd luachan CT ann am PCR cainneachdail fluorescence fìor-ùine).
5. Earbsachd agus seasmhachd: Lùghdaich cosgaisean fad-ùine
Prionnsabal: Chan eil pàirtean caitheamh aig TEC, mairidh e còrr is 100,000 uair a thìde, agus chan fheum e fuaradairean a chur nan àite gu cunbhalach (leithid Freon ann an compressors).
Buannachdan: Tha fad-beatha cuibheasach inneal PCR air a fhuarachadh le inneal-teasachaidh traidiseanta timcheall air 5 gu 8 bliadhna, agus faodaidh an siostam TEC a leudachadh gu còrr air 10 bliadhna. A bharrachd air an sin, chan fheum cumail suas ach an sinc teas a ghlanadh, a’ lughdachadh gu mòr cosgaisean obrachaidh is cumail suas an uidheamachd.
III. Dùbhlain agus Leasachaidhean ann an Tagraidhean
Chan eil fuarachadh leth-sheoltairean foirfe ann am PCR agus feumaidh e leasachadh cuimsichte:
Bacadh sgaoilidh teas: Nuair a bhios an TEC a’ fuarachadh, bidh tòrr teas a’ cruinneachadh aig ceann an sgaoilidh teas (mar eisimpleir, nuair a thuiteas an teòthachd bho 95℃ gu 55℃, ruigidh an diofar teòthachd 40℃, agus bidh cumhachd an sgaoilidh teas ag àrdachadh gu mòr). Feumar a cheangal ri siostam sgaoilidh teas èifeachdach (leithid sincichean teas copair + luchd-leantainn roth-uidheam, no modalan fuarachaidh leaghaidh), air neo leanaidh e gu lùghdachadh ann an èifeachdas fuarachaidh (agus eadhon milleadh cus teasachaidh).
Smachd air caitheamh lùtha: Fo eadar-dhealachaidhean teòthachd mòra, tha caitheamh lùtha TEC an ìre mhath àrd (mar eisimpleir, faodaidh cumhachd TEC inneal PCR 96-tobar ruighinn 100-200W), agus tha e riatanach caitheamh lùtha neo-èifeachdach a lughdachadh tro algairidhean tuigseach (leithid smachd teòthachd ro-innseach).
Iv. Cùisean Cleachdaidh Practaigeach
An-dràsta, tha innealan PCR prìomh-shruthach (gu h-àraidh innealan PCR cainneachdail fluorescence fìor-ùine) air teicneòlas fuarachaidh leth-chonnsachaidh a ghabhail os làimh sa chumantas, mar eisimpleir:
Uidheam ìre-obair-lann: Inneal PCR cainneachdail fluorescence 96-tobar de bhrand sònraichte, le smachd teothachd TEC, le ìre teasachaidh is fuarachaidh suas ri 6℃/s, cruinneas smachd teothachd de ±0.05℃, agus a’ toirt taic do lorg àrd-toraidh 384-tobar.
Inneal so-ghiùlain: Faodaidh inneal PCR làimhe sònraichte (le cuideam nas lugha na 1kg), stèidhichte air dealbhadh TEC, lorg a’ choròna-bhìorais ùir a chrìochnachadh taobh a-staigh 30 mionaid agus tha e freagarrach airson suidheachaidhean air an làraich leithid puirt-adhair agus coimhearsnachdan.
Geàrr-chunntas
Tha fuarachadh teirme-electric, leis na trì prìomh bhuannachdan aige de ath-bhualadh luath, mionaideachd àrd agus meanbh-leasachadh, air na prìomh phuingean pian a tha an lùib teicneòlas PCR a thaobh èifeachdais, sònrachas agus comas atharrachadh seallaidh, a’ fàs mar an teicneòlas àbhaisteach airson ionnstramaidean PCR an latha an-diugh (gu sònraichte innealan luath is so-ghiùlain), agus a’ brosnachadh PCR bhon obair-lann gu raointean tagraidh nas fharsainge leithid lorg ri taobh leapa clionaigeach agus air an làrach.
TES1-15809T200 airson inneal PCR
Teòthachd taobh teth: 30 C,
Imax: 9.2A,
Umax: 18.6V
Q as àirde: 99.5 W
Delta T as àirde: 67 C
ACR：1.7 ±15% Ω (1.53 gu 1.87 Ohm)
Meud: 77 × 16.8 × 2.8mm
Àm puist: 13 Lùnastal 2025
